KR101194244B1

KR101194244B1 - Steam reformer

Info

Publication number: KR101194244B1
Application number: KR1020100085469A
Authority: KR
Inventors: 신장식; 한상철
Original assignee: (주)알티아이엔지니어링
Priority date: 2010-09-01
Filing date: 2010-09-01
Publication date: 2012-10-29
Also published as: KR20120022191A

Abstract

본 발명은 컴팩트한 구조를 가지며 반응원료가 이송되는 코일관을 연소가스의 배기구에 구비시켜 반응원료의 효율적인 예열이 가능하고 내부의 교차 열교환 구조를 통해 각 반응에 필요한 열이 효율적으로 교환되어 전체적인 운전시간을 단축시키고 열효율을 극대화시킬 수 있는 수증기 개질기에 관한 것으로, 반응원료를 공급하는 원료 공급부; 상부 일단이 개방되며 버너를 통해 연소가스를 배출시키는 연소가스 공급관; 상기 연소가스 공급관의 외주면에 배치되며 내부로 반응원료가 유입되어 수증기 개질반응이 이루어지는 개질촉매 반응부; 상기 개질촉매 반응부의 외측에 이격되어 배치되며 상기 연소가스 공급관으로부터 배출된 연소가스를 하부로 이송시키는 연소가스 배기부; 상기 연소가스 배기부의 내부 공간을 따라 감겨지며 상기 원료 공급부로부터 공급되는 반응원료를 상부로 이송시켜 상기 개질촉매 반응부로 공급하는 원료이송 코일관; 및 상기 연소가스 공급관의 외측에 이격되어 배치되며 상기 개질촉매반응부를 거친 반응가스가 내부로 유입되어 수성가스 전환반응이 이루어지는 고온전환 촉매부 및 저온전환 촉매부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention has a compact structure and is equipped with a coil pipe for transporting the reaction raw material in the exhaust port of the combustion gas to enable efficient preheating of the reaction raw material, and the heat required for each reaction is efficiently exchanged through the internal cross-heat exchange structure to operate the whole operation. A steam reformer capable of shortening time and maximizing thermal efficiency, comprising: a raw material supply unit supplying a reaction raw material; A combustion gas supply pipe configured to discharge the combustion gas through the burner at an upper end thereof; A reforming catalyst reaction unit disposed on an outer circumferential surface of the combustion gas supply pipe and having a reaction material introduced therein to perform a steam reforming reaction; A combustion gas exhaust unit disposed to be spaced apart from the reforming catalyst reaction unit and transferring the combustion gas discharged from the combustion gas supply pipe to a lower portion; A raw material transfer coil pipe wound along an inner space of the combustion gas exhaust part and transferring the reaction raw material supplied from the raw material supply part to an upper part and supplied to the reforming catalyst reaction part; And a high temperature conversion catalyst part and a low temperature conversion catalyst part disposed to be spaced apart from the outside of the combustion gas supply pipe, wherein the reaction gas having passed through the reforming catalyst reaction part is introduced into the water gas conversion reaction. Characterized in that it comprises a.

Description

Steam reformer {STEAM REFORMER}

본 발명은 수증기 개질기에 관한 것으로, 컴팩트한 구조를 가지며 반응원료가 이송되는 코일관을 연소가스의 배기구에 구비시켜 반응원료의 효율적인 예열이 가능하고 내부의 교차 열교환 구조를 통해 각 반응에 필요한 열이 효율적으로 교환되어 전체적인 운전시간을 단축시키고 열효율을 극대화시킬 수 있는 수증기 개질기에 관한 것이다.
The present invention relates to a steam reformer, having a compact structure and equipped with a coil pipe to which the reaction material is transferred to the exhaust port of the combustion gas to enable efficient preheating of the reaction material and heat required for each reaction through an internal cross-heat exchange structure. The present invention relates to a steam reformer that can be efficiently exchanged to shorten the overall operating time and maximize the thermal efficiency.

수소는 그 자원이 풍부하며 연소생성물이 환경친화적이라는 점에서, 최근 화석연료의 대체 에너지원으로서 연구가 활발히 진행되고 있다. 수소생산기술은 다양한 방법으로 연구되고 있으나, 현재는 천연가스를 이용한 수소생산기술이 널리 사용되고 있다. 천연가스를 이용한 수소생산기술은 크게 수증기개질법과 부분산화법으로 나눌 수 있는데, 생산비용이 염가이며 이산화탄소 발생율이 낮은 수증기개질법이 가장 많이 사용되고 있다.Since hydrogen is rich in its resources and its combustion products are environmentally friendly, research is being actively conducted as an alternative energy source for fossil fuels. Hydrogen production technology has been studied in various ways, but now hydrogen production technology using natural gas is widely used. Hydrogen production technology using natural gas can be divided into steam reforming method and partial oxidation method. Steam reforming method with low production cost and low carbon dioxide generation rate is most frequently used.

수증기개질법은 천연가스가 먼저 반응식 1과 같이 개질촉매 상에서 과잉의 수증기와 반응(수증기 개질반응, SR)하며, 다음으로 반응식 2와 같은 전환반응(수성가스화 반응, 수성가스 전환반응)의 연속적인 반응에 의해서 일산화탄소가 이산화탄소로 전환되어 생성가스의 일산화탄소 농도가 줄어든다. In the steam reforming process, natural gas first reacts with excess steam on the reforming catalyst (Steam reforming reaction, SR) as shown in Scheme 1, and then a continuous reaction of the conversion reaction (Water gasification reaction, water gas shift reaction) as in Scheme 2 This converts carbon monoxide to carbon dioxide, which reduces the concentration of carbon monoxide in the product gas.

[반응식 1][Reaction Scheme 1]

CH₄ + H₂0 → CO + 3H₂ ΔH°298= 206.1 KJ/molCH₄ + H₂0 → CO + 3H₂ ΔH ° 298= 206.1 KJ / mol

[반응식 2]Scheme 2

CO + H₂0 → CO₂ + H₂ ΔH°298= -41.16 KJ/molCO + H₂0 → CO₂ + H₂ ΔH ° 298= -41.16 KJ / mol

상기 반응식 1과 같은 수증기 개질반응은 높은 흡열반응이며 보통 상압～40기압의 압력과 700-900℃의 온도범위에서 일어나고, 개질촉매로는 Ni/Al₂O₃ 가 주로 사용된다.The steam reforming reaction as in Scheme 1 is a high endothermic reaction and usually occurs at a pressure of atmospheric pressure to 40 atm and a temperature range of 700 to 900 ° C., and the reforming catalyst is Ni / Al ₂ O _3. Is mainly used.

상기 반응식 2와 같은 수성가스전환반응은 보통 고온전환반응(HTS : High Temperature Shift) 및 저온전환반응(LTS : Low Temperature Shift)으로 이루어지게 된다. 고온전환반응은 보통 약 330-530℃의 온도범위에서 Fe 촉매 상에서 반응이 일어나며, 저온전환반응은 보통 약 180-260℃범위의 온도에서 Cu 촉매 상에서 일산화탄소와 물이 반응하여 이산화탄소와 수소로 전환된다. The water gas shift reaction as in Scheme 2 is usually made of a high temperature shift reaction (HTS: High Temperature Shift) and a low temperature shift reaction (LTS: Low Temperature Shift). The high temperature conversion reaction usually occurs on the Fe catalyst at a temperature in the range of about 330-530 ° C., and the low temperature conversion reaction is usually converted to carbon dioxide and hydrogen by the reaction of carbon monoxide and water on the Cu catalyst at a temperature in the range of about 180-260 ° C. .

수성가스전환반응을 통하여 일산화탄소가 제거된 수소 혼합가스에는 이산화탄소와 소량의 미반응 메탄과 일산화탄소가 포함되며, 대부분의 이산화탄소는 이산화탄소 제거공정을 거치면서 고순도의 수소로 정제된다. 이산화탄소 제거공정으로는 주로 PSA(pressure swing adsorption)공정이 사용된다.Hydrogen mixed gas from which carbon monoxide has been removed through the water gas shift reaction contains carbon dioxide and a small amount of unreacted methane and carbon monoxide. Most carbon dioxide is purified into high purity hydrogen through a carbon dioxide removal process. The pressure swing adsorption (PSA) process is mainly used for the carbon dioxide removal process.

이상과 같은 수증기개질법에 의한 종래 개질장치는 스팀발생기, 개질반응기, 고온전환반응기, 열교환기, 저온전환반응기 등이 각각 독립적으로 구성되어 있어 전체적으로 개질장치가 복잡하여 컴팩트한 구성이 어려운 단점이 있었다. The conventional reforming apparatus by the steam reforming method as described above is composed of a steam generator, a reforming reactor, a high temperature conversion reactor, a heat exchanger, a low temperature conversion reactor, and the like independently, so that the overall reforming device is complicated, and thus, a compact structure is difficult.

이를 개선하기 위하여, 최근에는 컴팩트한 소형 개질기들이 개발되고 있으며, 국제공개번호 WO 00/63114 및 WO 02/98790호에는 복수의 원형통체를 동심형상으로 배치하여 통체 사이의 틈을 통하여 연소가스를 배기시켜 인접한 반응층에 반응열을 전달하는 방식의 원통형 수증기개질기가 개시되어 있다.In order to improve this, compact compact reformers have recently been developed, and in International Publication Nos. WO 00/63114 and WO 02/98790, a plurality of circular cylinders are arranged concentrically to exhaust combustion gas through the gap between the cylinders. And a cylindrical steam reformer in which a reaction heat is transferred to an adjacent reaction layer.

도 1은 WO 02/98790호에 개시된 수증기개질기의 구성을 나타내는 도면이다.1 is a view showing the configuration of the steam reformer disclosed in WO 02/98790.

도시된 바와 같이, 본 수증기개질기는 복수의 원형 통체를 동심 형상으로 간격을 두고 배치한 복사통(1, 2, 3, 4)과, 복사통(1, 2, 3, 4)의 중심에 배치된 버너로 이루어져 있다.As shown, the steam reformer is arranged at the centers of the radiation cylinders 1, 2, 3, 4, which have a plurality of circular cylinders spaced concentrically at intervals, and the radiation cylinders 1, 2, 3, 4; Consists of a burner.

또한, 제 1 통체(1)와 제 2 통체(2)에 의해 구획된 틈에 개질촉매층(15)을 구비하고, 제 2 통체(2) 및 제 3 통체(3) 사이의 틈에 CO변성촉매층(16) 및 CO제거촉매층(19)을 구비하고 있다. In addition, a reforming catalyst layer 15 is provided in the gap partitioned by the first cylinder 1 and the second cylinder 2, and the CO-modified catalyst layer is provided in the gap between the second cylinder 2 and the third cylinder 3. (16) and a CO removal catalyst layer (19).

또한, 제 3 통체(3)의 바깥둘레에 전열관(냉각관)(26)을 배치하고, 전열관(26)내에 물을 유통시킴으로써, 개질용 수증기를 생성함과 동시에, CO변성촉매층(16) 및 CO제거촉매층(19)을 냉각하도록 구성되어 있다.In addition, the heat transfer tube (cooling tube) 26 is disposed on the outer periphery of the third cylinder 3, and water is passed through the heat transfer tube 26 to generate steam for reforming, and at the same time, the CO modified catalyst layer 16 and The CO removal catalyst layer 19 is configured to cool.

이상과 같은 종래 수증기개질기는 내부에 냉각기구 등을 개재시키지 않고, 개질촉매층, CO변성촉매층 및 CO제거촉매층을 일체화하여 소형 경령화를 이룰 수는 있으나, 다음과 같은 문제점들이 있다.The conventional steam reformer as described above can achieve a small age by integrating a reforming catalyst layer, a CO modification catalyst layer, and a CO removal catalyst layer without interposing a cooling mechanism therein, but have the following problems.

첫째, 반응원료(원료가스 및 물)가 충분한 예열을 거치지 않아 활성화되지 않은 상태로 반응에 투입되게 되어 운전시간을 단축시키는데 한계가 있으며, 반응 효율이 떨어지는 문제점이 있다. First, the reaction raw materials (raw gas and water) are not subjected to sufficient preheating, and thus are not put in the activated state, thereby limiting the operation time and reducing the reaction efficiency.

둘째, 수성가스전환반응을 위해 별도의 냉각관 등을 사용함으로써 기기의 소형화가 어렵고 제조비용이 높아지는 문제점이 있다. Second, by using a separate cooling tube for the water gas conversion reaction, it is difficult to miniaturize the device and the manufacturing cost is high.

셋째, 고온의 연소가스로 인해 연소가스가 이동되는 배기통로가 변형되는 등의 구조적 손상이 발생되며 이러한 잦은 기계적 결함으로 인해 장비의 유지보수에 많은 비용이 소모되며 장비의 수명이 짧고 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.
Third, structural damages such as deformation of the exhaust passage where the combustion gas is moved due to the high temperature combustion gas are generated, and such frequent mechanical defects consume a lot of money for the maintenance of the equipment, shorten the life of the equipment and reduce productivity. There is this.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 연소가스 공급관, 개질촉매 반응부, 고온전환 촉매부, 저온전환 촉매부 및 열 교환부 등을 일체로 구성할 수 있는 단순화된 소형 수증기 개질기를 제공하는데 그 목적이 있다. In order to solve the above problems, the object of the present invention is to provide a simplified compact steam reformer capable of integrally configuring a combustion gas supply pipe, a reforming catalyst reaction part, a high temperature conversion catalyst part, a low temperature conversion catalyst part, and a heat exchange part. have.

또한, 본 발명은 반응원료가 충분한 예열을 거쳐 활성화된 후 반응에 투입되게 함으로써 반응에 필요한 운전시간을 단축시키고 반응 효율을 향상시킬 수 있는 수증기 개질기를 제공하는데 또 다른 목적이 있다. In addition, another object of the present invention is to provide a steam reformer capable of shortening the operating time required for the reaction and improving the reaction efficiency by allowing the reaction raw material to be activated through sufficient preheating and then added to the reaction.

또한, 발열 반응인 수성가스전환반응을 위해 별도의 냉각관 없이 열 교환을 통해 자연적으로 반응가스의 온도를 낮춤으로써 기기의 소형화 및 구조의 단순화가 가능한 수증기 개질기를 제공하는데 또 다른 목적이 있다. In addition, it is another object to provide a steam reformer that can be reduced in size and simplified the structure of the device by naturally lowering the temperature of the reaction gas through the heat exchange for the exothermic reaction of the water gas conversion reaction.

또한, 고온의 연소가스로 인한 배기통로의 변형을 막아 장비의 신뢰성을 향상시키고 유지보수 비용의 저감과 생산성 향상을 도모할 수 있게 되는 수증기 개질기를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
In addition, it is another object to provide a steam reformer that can prevent the deformation of the exhaust passage caused by the high temperature combustion gas to improve the reliability of the equipment, reduce the maintenance cost and improve the productivity.

본 발명은 전술한 과제를 해결하기 위한 수단으로, 반응원료를 공급하는 원료 공급부; 상부 일단이 개방되며 버너를 통해 연소가스를 배출시키는 연소가스 공급관; 상기 연소가스 공급관의 외주면에 배치되며 내부로 반응원료가 유입되어 수증기 개질반응이 이루어지는 개질촉매 반응부; 상기 개질촉매 반응부의 외측에 이격되어 배치되며 상기 연소가스 공급관으로부터 배출된 연소가스를 하부로 이송시키는 연소가스 배기부; 상기 연소가스 배기부의 내부 공간을 따라 감겨지며 상기 원료 공급부로부터 공급되는 반응원료를 상부로 이송시켜 상기 개질촉매 반응부로 공급하는 원료이송 코일관; 및 상기 연소가스 공급관의 외측에 이격되어 배치되며 상기 개질촉매반응부를 거친 반응가스가 내부로 유입되어 수성가스 전환반응이 이루어지는 고온전환 촉매부 및 저온전환 촉매부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 수증기 개질기를 제공한다. The present invention is a means for solving the above problems, a raw material supply unit for supplying a reaction raw material; A combustion gas supply pipe configured to discharge the combustion gas through the burner at an upper end thereof; A reforming catalyst reaction unit disposed on an outer circumferential surface of the combustion gas supply pipe and having a reaction material introduced therein to perform a steam reforming reaction; A combustion gas exhaust unit disposed to be spaced apart from the reforming catalyst reaction unit and transferring the combustion gas discharged from the combustion gas supply pipe to a lower portion; A raw material transfer coil pipe wound along an inner space of the combustion gas exhaust part and transferring the reaction raw material supplied from the raw material supply part to an upper part and supplied to the reforming catalyst reaction part; And a high temperature conversion catalyst part and a low temperature conversion catalyst part disposed to be spaced apart from the outside of the combustion gas supply pipe, wherein the reaction gas having passed through the reforming catalyst reaction part is introduced into the water gas conversion reaction. It provides a steam reformer comprising a.

바람직하게는, 상기 원료 공급부를 통해 공급되는 반응원료는 상기 고온전환 촉매부와 저온전환 촉매부의 사이에 개재되는 제 1 열 교환부를 따라 이송되며, 상기 고온전환 촉매부로부터 배출되는 반응가스가 이동되는 제 2 가스 투입관과 상기 제 1 열 교환부가 교차되어, 원료 공급부를 통해 공급되는 반응원료의 예열과 고온전환 촉매부로부터 배출되는 반응가스의 냉각이 이루어지는 것을 특징으로 한다. Preferably, the reaction raw material supplied through the raw material supply unit is transferred along the first heat exchanger interposed between the high temperature conversion catalyst unit and the low temperature conversion catalyst unit, and the reaction gas discharged from the high temperature conversion catalyst unit is moved. A second gas inlet tube and the first heat exchanger cross each other, and the preheating of the reaction raw material supplied through the raw material supply part and cooling of the reaction gas discharged from the high temperature conversion catalyst part are performed.

바람직하게는, 상기 원료 공급부에서 배출된 반응원료는 상기 개질촉매 반응부의 하부에 형성된 제 2 열 교환부를 따라 이송되며, 해당 제 2 열 교환부가 상기 개질촉매 반응부로부터 배출되는 반응가스의 이동로인 반응가스 배출층과 인접 배치되어, 원료 공급부에서 배출된 반응원료의 예열과 개질촉매 반응부로부터 배출되는 반응가스의 냉각이 이루어지는 것을 특징으로 한다. Preferably, the reaction raw material discharged from the raw material supply unit is transferred along the second heat exchange unit formed under the reforming catalyst reaction unit, and the second heat exchange unit is a movement path of the reaction gas discharged from the reforming catalyst reaction unit. It is disposed adjacent to the reaction gas discharge layer, characterized in that preheating of the reaction raw material discharged from the raw material supply unit and cooling of the reaction gas discharged from the reforming catalyst reaction unit.

바람직하게는, 상기 연소가스 배기부에서 배출된 연소가스는 상기 고온전환 촉매부의 하부에 형성된 제 3 열 교환부를 따라 이송되며, 상기 고온전환 촉매부로 투입되는 반응가스가 이동되는 제 1 가스 투입관과 상기 제 3 열 교환부가 교차되어, 고온전환 촉매부로 투입되는 반응가스의 예열이 이루어지는 것을 특징으로 한다. Preferably, the combustion gas discharged from the combustion gas exhaust portion is transferred along the third heat exchanger formed under the high temperature conversion catalyst portion, the first gas input pipe to which the reaction gas introduced into the high temperature conversion catalyst portion is moved; The third heat exchange part is crossed, and the preheating of the reaction gas introduced into the high temperature conversion catalyst part is performed.

바람직하게는, 상기 개질촉매 반응부의 반응원료 이동 부위에는 다수의 금속 모노리스가 구비되는 것을 특징으로 한다. Preferably, the reaction material moving part of the reforming catalyst reaction part is characterized in that a plurality of metal monolith is provided.

바람직하게는, 상기 연소가스 배기부를 구획하는 벽면에는 주름판이 형성되는 것을 특징으로 한다. Preferably, the wall surface partitioning the combustion gas exhaust portion is characterized in that the corrugated plate is formed.

바람직하게는, 상기 저온전환 촉매부는 적어도 하나 이상의 타공판에 의해 구획되는 것을 특징으로 한다.
Preferably, the low temperature conversion catalyst portion is characterized in that partitioned by at least one perforated plate.

본 발명은 상술한 구성을 통하여, 연소가스 공급관, 개질촉매 반응부, 고온전환 촉매부, 저온전환 촉매부 및 열 교환부 등을 일체로 구성할 수 있는 단순화된 소형 수증기 개질기를 제공할 수 있다. The present invention can provide a simplified compact steam reformer capable of integrally configuring a combustion gas supply pipe, a reforming catalyst reaction part, a high temperature conversion catalyst part, a low temperature conversion catalyst part, a heat exchange part, and the like through the above-described configuration.

또한, 본 발명은 반응원료가 충분한 예열을 거쳐 활성화된 후 반응에 투입되게 함으로써 반응에 필요한 운전시간을 단축시키고 반응 효율을 향상시킬 수 있는 수증기 개질기를 제공할 수 있다. In addition, the present invention can provide a steam reformer capable of shortening the operating time required for the reaction and improving the reaction efficiency by allowing the reaction raw material to be activated through sufficient preheating and then added to the reaction.

또한, 발열 반응인 수성가스전환반응을 위해 별도의 냉각관 없이 열 교환을 통해 자연적으로 반응가스의 온도를 낮춤으로써 기기의 소형화 및 구조의 단순화가 가능한 수증기 개질기를 제공할 수 있다. In addition, it is possible to provide a steam reformer capable of miniaturizing the device and simplifying the structure by naturally lowering the temperature of the reaction gas through heat exchange without an additional cooling pipe for the water gas shift reaction, which is an exothermic reaction.

또한, 고온의 연소가스로 인한 배기통로의 변형을 막아 장비의 신뢰성을 향상시키고 유지보수 비용의 저감과 생산성 향상을 도모할 수 있게 되는 수증기 개질기를 제공할 수 있다.
In addition, it is possible to provide a steam reformer that prevents deformation of the exhaust passage due to high temperature combustion gas, thereby improving the reliability of the equipment, and reducing maintenance costs and improving productivity.

도 1은 종래 기술에 따른 수증기 개질기의 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수증기 개질기의 측단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연소가스 배기부 및 이에 내장되는 원료이송 코일관의 구조를 설명하기 위한 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 수증기 개질기의 가스 흐름을 도시한 작동도. 1 is a cross-sectional view of a steam reformer according to the prior art.
2 is a side cross-sectional view of a steam reformer according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a cross-sectional view for explaining the structure of the combustion gas exhaust and the raw material transfer coil tube embedded therein according to an embodiment of the present invention.
4 is an operation diagram showing the gas flow of the steam reformer according to the embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수증기 개질기의 측단면도이다. 2 is a side cross-sectional view of a steam reformer according to an embodiment of the present invention.

해당 도 2에서는 축방향 중심을 기준으로 좌우 대칭되는 구성요소는 좌우측의 일측에만 도면부호를 도시하고, 그 타측에는 도면부호를 생략하였다. 또한 대칭되는 좌우 구성요소 중 일부는 서로 다른 형태로 도시되어 있으나 이는 단면도를 통해 해당 구성요소에 대하여 보다 다양한 구성요소의 구조적 특징을 나타내기 위한 것으로 이해되어야 한다. In FIG. 2, the components that are symmetrical with respect to the axial center are shown with reference numerals only on one side of left and right, and the reference numerals are omitted on the other side. In addition, although some of the left and right symmetrical components are shown in different forms, it should be understood that the cross-sectional view is intended to represent the structural features of the various components for the component.

도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 수증기 개질기는 원료 공급부(110), 제 1 열 교환부(120), 제 2 열 교환부(130), 연소가스 공급관(140), 개질촉매 반응부(150), 연소가스 배기부(160), 원료이송 코일관(170), 고온전환 촉매부(180), 저온전환 촉매부(190), 제 3 열 교환부(200) 및 생성가스 배출부(210)를 포함하여 이루어진다. Referring to Figure 2, the steam reformer according to an embodiment of the present invention, the raw material supply unit 110, the first heat exchange unit 120, the second heat exchange unit 130, the combustion gas supply pipe 140, reforming Catalyst reaction unit 150, combustion gas exhaust unit 160, raw material transfer coil pipe 170, high temperature conversion catalyst unit 180, low temperature conversion catalyst unit 190, the third heat exchange unit 200 and the product gas It comprises a discharge unit 210.

전체적으로 상기 연소가스 공급관(140)이 장치의 중심부에 위치하며, 중공된 내부를 갖고 상부가 개방되어 내부 연소가스를 상부로 배출한다. 그리고 해당 연소가스 공급관(140)의 외주면을 둘러싸게 배치되는 개질촉매 반응부(150)는 원형의 통체로 형성되어 상기 연소가스 공급관(140) 및 연소가스로부터 열을 전달받게 배치된다. 그리고 상기 개질촉매 반응부(150)를 둘러싸게 배치되되 일정 간격 이격되게 구성되는 연소가스 배기부(160)는 원형의 통체로 형성되어 상기 연소가스 공급관(140)으로부터 배출된 연소가스를 하부로 이동시키며 내부 공간을 따라 코일 형태로 감겨진 원료이송 코일관(170)을 통해 이동되는 반응원료에 열을 전달하게 된다. 그리고 상기 연소가스 배기부(160)를 둘러싸게 배치되되 일정 간격 이격되게 구성되는 고온전환 촉매부(180) 및 저온전환 촉매부(190)는 서로 분리된 원형의 통체로 하측 및 상측에 형성되며 상기 개질촉매 반응부(150)로부터 배출되는 반응가스를 차례로 제공받아 수성가스전환반응을 시킨 후 상부의 생성가스 배출부(210)를 통해 생성가스를 배출하게 된다. 이때, 이러한 상기 개질촉매 반응부(150)와 상기 연소가스 배기부(160)의 사이, 그리고 상기 연소가스 배기부(160)와 상기 고온전환 촉매부(180) 및 저온전환 촉매부(190)의 사이에는 단열재가 개재되게 된다. As a whole, the combustion gas supply pipe 140 is located at the center of the apparatus, and has a hollow interior and an open top to discharge the internal combustion gas to the top. In addition, the reforming catalyst reaction unit 150 disposed to surround the outer circumferential surface of the combustion gas supply pipe 140 is formed in a circular cylinder to receive heat from the combustion gas supply pipe 140 and the combustion gas. In addition, the combustion gas exhaust unit 160 disposed to surround the reforming catalyst reaction unit 150 and spaced apart at regular intervals is formed in a circular cylinder to move the combustion gas discharged from the combustion gas supply pipe 140 downward. And it transfers heat to the reaction raw material is moved through the raw material transfer coil pipe 170 wound in the form of a coil along the inner space. The high temperature conversion catalyst unit 180 and the low temperature conversion catalyst unit 190 disposed to surround the combustion gas exhaust unit 160 and spaced apart from each other are formed at lower and upper sides by circular cylinders separated from each other. After receiving the reaction gas discharged from the reforming catalyst reaction unit 150 in order to perform a water gas conversion reaction, the product gas is discharged through the upper product gas discharge unit 210. At this time, between the reforming catalyst reaction unit 150 and the combustion gas exhaust unit 160, and between the combustion gas exhaust unit 160, the high temperature conversion catalyst unit 180, and the low temperature conversion catalyst unit 190. Insulation is interposed.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 수증기 개질기의 전체적인 구조는 동축으로 간격을 두고 배치된 복수의 통체들(개질촉매 반응부, 연소가스 배기부, 고온전환 촉매부, 저온전환 촉매부)과 해당 통체들의 중심에 배치된 연소가스 공급관(140)으로 구성된다. As described above, the overall structure of the steam reformer according to the present invention includes a plurality of cylinders (reforming catalyst reaction unit, combustion gas exhaust unit, high temperature conversion catalyst unit, low temperature conversion catalyst unit) and corresponding cylinders arranged at coaxially spaced intervals. Combustion gas supply pipe 140 is disposed in the center of the.

이들 구성을 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. Looking at these configurations in more detail as follows.

상기 원료 공급부(110)는 수증기 개질기의 내부로 천연가스 등과 같은 원료가스 및 수증기를 공급하기 위한 것으로, 개질기의 측면에 형성되어 반응원료(원료가스+수증기)를 유입받는 반응원료 투입단(111)과, 상기 반응원료 투입단(111)의 하부에 형성되어 반응원료를 배출하는 반응원료 배출단(112)으로 구성된다. The raw material supply unit 110 is for supplying a raw material gas and water vapor such as natural gas into the steam reformer, is formed on the side of the reformer to receive the reaction raw material (raw material gas + steam) inlet stage 111 And, formed in the lower portion of the reaction raw material input stage 111 is composed of a reaction raw material discharge stage 112 for discharging the reaction raw material.

그리고 상기 원료 공급부(110)의 반응원료 투입단(111)과 반응원료 배출단(112)의 사이의 반응원료 이송 경로에는 제 1 열 교환부(120)가 개재된다. In addition, a first heat exchange part 120 is interposed in the reaction raw material transfer path between the reaction raw material input end 111 and the reaction raw material discharge end 112 of the raw material supply part 110.

상기 제 1 열 교환부(120)는 상기 반응원료 투입단(111)과 연통되어 해당 유입되는 반응원료가 이송되는 상부 열 교환관(121)과, 상기 상부 열 교환관(121)과 연통되며 반응원료를 이송시켜 상기 반응원료 배출단(112)으로 배출시키는 하부 열 교환관(122)을 포함하여 구성된다. 이러한 제 1 열 교환부(120)의 상부 열 교환관(121) 및 하부 열 교환관(122)은 상기 고온전환 촉매부(180)로부터 배출되는 고온의 반응가스가 지나는 제 2 가스 투입관(191)과 교차되는 구조를 가져 최초 투입되는 반응원료의 예열이 이루어지게 된다. The first heat exchange part 120 is in communication with the reaction raw material input stage 111 and the upper heat exchange tube 121 to which the corresponding reaction raw material is transferred and the upper heat exchange tube 121 is in communication with the reaction It is configured to include a lower heat exchange tube 122 for transferring the raw material to the reaction raw material discharge step 112. The upper heat exchanger tube 121 and the lower heat exchanger tube 122 of the first heat exchanger 120 have a second gas inlet tube 191 through which high-temperature reaction gas discharged from the high temperature conversion catalyst unit 180 passes. ) Has a structure that intersects and preheats the reaction raw material.

즉, 수평으로 적층배열된 상기 상부 열 교환관(121)과 하부 열 교환관(122)에 대하여 수직으로 배치되는 상기 제 2 가스 투입관(191)이 십자형으로 교차됨으로써 고온의 반응가스가 통과하는 제 2 가스 투입관(191)의 열이 상기 상부 열 교환관(121)과 하부 열 교환관(122)을 지나는 반응연료에 전달되어 해당 반응연료에 대한 예열이 이루어지게 되는 것이다. 이러한 제 1 열 교환부(120)를 통한 반응원료의 예열을 통해 투입된 수증기를 증발시키고 원료가스와 함께 반응온도까지 활성화시킬 수 있게 된다. That is, the second gas inlet tube 191 disposed vertically with respect to the upper heat exchanger tube 121 and the lower heat exchanger tube 122 horizontally arranged crosswise crosses each other so that a high temperature reaction gas passes. The heat of the second gas input pipe 191 is transferred to the reaction fuel passing through the upper heat exchange tube 121 and the lower heat exchange tube 122 to preheat the corresponding fuel. Through the preheating of the reaction raw material through the first heat exchanger 120, the water vapor introduced therein can be evaporated and activated to the reaction temperature together with the source gas.

또한, 상기 제 2 가스 투입관(191)을 통해 이동하는 반응가스는 고온의 반응열이 필요한 고온전환 촉매부(180)에서 배출된 반응가스이기 때문에 일정 정도 그 온도를 낮춘 상태로 상부의 저온전환 촉매부(190)에 투입되어야 하기 때문에, 별도의 냉각 부재가 없이도 제 2 가스 투입관(191)을 지나는 동안 이러한 제 1 열 교환부(120)와의 열 교환을 통해 자연스럽게 열을 빼앗겨 온도가 낮추어진 적정 상태로 저온전환 촉매부(190)에 투입될 수 있게 된다. In addition, since the reaction gas moving through the second gas input pipe 191 is a reaction gas discharged from the high temperature conversion catalyst unit 180 requiring high temperature heat of reaction, the lower temperature conversion catalyst of the upper part is lowered to a certain degree. Since it must be introduced into the unit 190, the heat is naturally deprived through heat exchange with the first heat exchange unit 120 while passing through the second gas inlet tube 191 without a separate cooling member, thereby reducing the temperature. It can be added to the low-temperature conversion catalyst unit 190 in a state.

이때, 이러한 상부 열 교환관(121) 및 하부 열 교환관(122)와 상기 제 2 가스 투입관(191)의 열 교환을 위한 교차 배치는 수평 배치된 상부 열 교환관(121) 및 하부 열 교환관(122)의 내부를 상기 제 2 가스 투입관(191)이 수직 관통하는 교차 구조를 가지거나, 수직 배치된 상기 제 2 가스 투입관(191)의 내부를 수평 배치된 상기 상부 열 교환관(121) 및 하부 열 교환관(122)이 수평 관통하는 교차 구조로 형성될 수 있다. 또한 이와 달리 수직 배치된 상기 제 2 가스 투입관(191)과 수평 배치된 상기 상부 열 교환관(121) 및 하부 열 교환관(122)이 서로 밀접하게 접촉한 상태에서 교차되는 것도 가능하다. At this time, the cross arrangement for the heat exchange of the upper heat exchanger tube 121 and the lower heat exchanger tube 122 and the second gas inlet tube 191 is horizontally arranged the upper heat exchanger tube 121 and the lower heat exchanger. The upper heat exchange tube having a cross structure in which the second gas inlet tube 191 vertically penetrates the inside of the tube 122, or horizontally disposed in the second gas inlet tube 191 disposed vertically. 121 and the lower heat exchange tube 122 may be formed in a cross-through structure that penetrates horizontally. Alternatively, the second gas inlet tube 191 disposed vertically and the upper heat exchanger tube 121 and the lower heat exchanger tube 122 which are horizontally arranged may cross each other in close contact with each other.

한편, 수증기 개질기의 측부에 형성된 상기 제 1 열 교환부(120)를 통해 예열이 이루어진 반응원료는 상기 반응원료 배출단(112)을 통해 일시배출된 후 하부에 형성된 제 2 열 교환부(130)로 이동되어 또 한번의 예열이 이루어지게 된다. On the other hand, the reaction raw material preheated through the first heat exchanger 120 formed on the side of the steam reformer is temporarily discharged through the reaction raw material discharge stage 112, the second heat exchanger 130 formed at the bottom It is moved to another warming up.

이러한 제 2 열 교환부(130)는 수증기 개질기의 하부에 형성되며 상기 반응원료 배출단(112)과 연통되어 1차 예열된 반응원료가 유입되는 반응원료 공급단(131)과, 상기 반응원료 공급단(131)과 연통되며 유입된 반응원료를 수평 이송시켜 해당 반응원료를 상기 원료이송 코일관(170) 측으로 배출시키는 원료 배출층(132)을 포함하여 구성된다. The second heat exchanger 130 is formed in the lower portion of the steam reformer and is in communication with the reaction raw material discharge stage 112, the reaction raw material supply stage 131 to which the first preheated reaction raw material is introduced, and the reaction raw material supply It is configured to include a raw material discharge layer 132 communicates with the stage 131 and discharges the reaction raw material horizontally and discharges the reaction raw material to the raw material transfer coil pipe 170.

이때, 상기 원료 배출층(132)은 구조적으로 상기 개질촉매 반응부(150)의 반응가스 배출층(154)과 인접 배치되기 때문에 상기 개질촉매 반응부(150)를 지나며 가열된 반응가스의 열이 상기 원료 배출층(132)에 그대로 전달될 수 있게 된다. 이렇게 반응가스 배출층(154)에서 원료 배출층(132)으로 전달된 열은 해당 제 2 열 교환부(130)를 지나는 반응원료를 반응에 적절한 수준까지 2차 예열시키게 된다. In this case, since the raw material discharge layer 132 is structurally disposed adjacent to the reaction gas discharge layer 154 of the reforming reaction part 150, the heat of the reaction gas heated through the reforming reaction part 150 is reduced. The raw material discharge layer 132 can be delivered as it is. The heat transferred from the reaction gas discharge layer 154 to the raw material discharge layer 132 secondaryly preheats the reaction raw material passing through the corresponding second heat exchanger 130 to a level suitable for the reaction.

또한, 상기 반응가스 배출층(154)을 통해 이동하는 반응가스는 고온으로 진행되는 개질촉매 반응부(150)에서 배출된 반응가스이기 때문에 일정 정도 그 온도를 낮춘 상태로 타측의 고온전환 촉매부(180)에 투입되어야 하기 때문에, 별도의 냉각 부재가 없이도 해당 반응가스 배출층(154)을 지나는 동안 이러한 제 2 열 교환부(130)와의 열 교환을 통해 자연스럽게 열을 빼앗겨 온도가 낮추어진 적정 상태로 고온전환 촉매부(180)에 투입될 수 있게 된다. In addition, since the reaction gas moving through the reaction gas discharge layer 154 is the reaction gas discharged from the reforming catalyst reaction unit 150 that proceeds at a high temperature, the high temperature conversion catalyst unit on the other side in a state in which the temperature is lowered to some extent ( 180, the heat is naturally deprived through heat exchange with the second heat exchanger 130 while passing through the reaction gas discharge layer 154 without a separate cooling member, and thus the temperature is lowered. It can be added to the high temperature conversion catalyst unit 180.

한편, 상기 연소가스 공급관(140)은 수증기 개질기의 중심에 배치되고 그 내부에 버너가 배치되어 고온의 연소가스를 발생시키며 발생된 고온의 연소가스를 개질기의 상부로 배출시켜 반응열을 개질기 내에 전달하게 된다. On the other hand, the combustion gas supply pipe 140 is disposed at the center of the steam reformer and a burner is disposed therein to generate a high temperature combustion gas and discharge the generated high temperature combustion gas to the upper part of the reformer to transfer the reaction heat into the reformer. do.

상기 연소가스 공급관(140)의 개방된 상부에는 일정 간격 이격된 상태로 연소가스 공급관(140)의 외경 보다 큰 판형의 차폐벽(141)이 설치되어 해당 연소가스 공급관(140)과 차폐벽(141)의 사이에 연소가스가 개질기 외측 방향으로 이동될 수 있는 상부 배기층(142)이 형성되며, 연소가스 공급관(140)을 통해 상부로 배출된 연소가스는 상기 상부 배기층(142)의 가이드에 따라 외측 방향으로 이동된다. An open upper portion of the combustion gas supply pipe 140 is provided with a plate-shaped shielding wall 141 larger than the outer diameter of the combustion gas supply pipe 140 in a state spaced at a predetermined interval so that the corresponding combustion gas supply pipe 140 and the shielding wall 141 are installed. The upper exhaust layer 142 through which the combustion gas can be moved in the reformer outward direction is formed between the exhaust gas, and the combustion gas discharged upward through the combustion gas supply pipe 140 is guided to the guide of the upper exhaust layer 142. Thus moving outward.

이때, 상부 배기층(142)의 말단 부위는 상기 연소가스 배기부(160)의 상부 말단과 연통하게 되며, 이를 위해 해당 연소가스 배기부(160)의 상부 말단에는 상기 연소가스 배기부(160)의 상부 말단으로 해당 연소가스를 진입시킬 수 있는 연소가스 투입구(161)가 형성되어 상부 배기층(142)을 통해 외측으로 이동된 연소가스를 상기 연소가스 배기부(160)로 진입시키게 된다. 이렇게 연소가스 배기부(160)로 진입된 연소가스는 해당 연소가스 배기부(160)를 따라 하부로 이동해 하부 말단의 연소가스 배기구(163)을 통해 배출되며, 배출된 연소가스는 연소가스 배기층(164)을 따라 개질기의 외측 방향으로 이동하게 된다. In this case, an end portion of the upper exhaust layer 142 communicates with an upper end of the combustion gas exhaust unit 160, and for this purpose, the combustion gas exhaust unit 160 is provided at an upper end of the combustion gas exhaust unit 160. A combustion gas inlet 161 may be formed to allow the combustion gas to enter the upper end of the combustion gas, and the combustion gas moved outwardly through the upper exhaust layer 142 may enter the combustion gas exhaust unit 160. The combustion gas entered into the combustion gas exhaust unit 160 is moved downward along the corresponding combustion gas exhaust unit 160 to be discharged through the combustion gas exhaust port 163 at the lower end, and the discharged combustion gas is the combustion gas exhaust layer. Along 164 it moves in the outward direction of the reformer.

이때, 상기 연소가스 배기부(160)는 열전도도가 높은 금속재질로 이루어지는 것이 바람직한데, 이를 통과하여 지나는 연소가스의 높은 고열로 인해 해당 연소가스 배기부(160)는 열 팽창에 의한 변형이 일어날 수 있다. 이러한 기계적 결함을 막기 위하여 본 발명에서는 상기 연소가스 배기부(160)를 구획하는 일측 또는 양측 벽면(도면에서는 외측 벽면)의 일부에 텐션을 갖는 주름판(162)을 형성시켜 이러한 변형을 원천적으로 방지하게 된다. At this time, the combustion gas exhaust unit 160 is preferably made of a metal material having high thermal conductivity, due to the high heat of the combustion gas passing through the combustion gas exhaust unit 160 is deformed by thermal expansion. Can be. In order to prevent such mechanical defects, in the present invention, a wrinkle plate 162 having a tension is formed on a part of one side or both side walls (outer side walls in the drawing) that partition the combustion gas exhaust unit 160 to prevent such deformation. Done.

즉, 고온의 연소가스에 의해 연소가스 배기부(160)에 열 팽창이 일어나더라도 팽창으로 늘어난 부분이 해당 주름판(162)에 의해 커버되게 됨으로써 구조적 손상이나 기계적 결함을 방지할 수 있게 된다. That is, even if thermal expansion occurs in the combustion gas exhaust unit 160 by the high temperature combustion gas, the portion expanded by the expansion is covered by the corrugated plate 162, thereby preventing structural damage or mechanical defects.

그리고, 상술한 바와 같이 연소가스 배기층(164)을 따라 외측으로 이동된 고온의 연소가스는 제 3 열 교환부(200)를 통해 개질촉매 반응부(150)로부터 배출된 반응가스와 열 교환을 이루게 된다. As described above, the high temperature combustion gas moved outward along the combustion gas exhaust layer 164 exchanges heat with the reaction gas discharged from the reforming catalyst reaction unit 150 through the third heat exchange unit 200. Is achieved.

상기 제 3 열 교환부(200)는 상기 연소가스 배기층(164)의 외측 말단과 연통되어 유입되는 고온의 연소가스가 이송되는 연소가스 이송관(201)과, 상기 연소가스 이송관(201)과 연통되어 연소가스를 배출시키는 연소가스 배출단(202)을 포함하여 구성된다. 이러한 제 3 열 교환부(200)의 연소가스 이송관(201)은 상기 개질촉매 반응부(150)로부터 배출되는 반응가스가 지나는 제 1 가스 투입관(181)과 교차되는 구조를 가져 고온전환 촉매부(180)로 투입되는 반응가스에 열을 전달하게 된다. The third heat exchange part 200 is a combustion gas delivery pipe 201 and a combustion gas delivery pipe 201 through which the high-temperature combustion gas introduced in communication with the outer end of the combustion gas exhaust layer 164 is transferred, and the combustion gas delivery pipe 201. It is configured to include a combustion gas discharge stage 202 in communication with the exhaust gas. The combustion gas transfer pipe 201 of the third heat exchanger 200 has a structure in which the reaction gas discharged from the reforming catalyst reaction part 150 crosses the first gas input pipe 181 through which the high temperature conversion catalyst is passed. The heat is transferred to the reaction gas introduced into the unit 180.

즉, 수평으로 배열된 상기 연소가스 이송관(201)에 대하여 수직으로 배치되는 상기 제 1 가스 투입관(181)이 십자형으로 교차됨으로써 고온의 연소가스가 통과하는 연소가스 이송관(201)의 열이 상기 제 1 가스 투입관(181)을 지나는 반응가스에 전달되는 것이다. 이러한 제 3 열 교환부(200)를 통한 열 교환을 통해 반응가스를 반응온도까지 활성화시킬 수 있게 된다. That is, the first gas input pipe 181 arranged vertically with respect to the horizontally arranged combustion gas delivery pipe 201 crosswise crosses the row of the combustion gas delivery pipe 201 through which the high temperature combustion gas passes. It is delivered to the reaction gas passing through the first gas input pipe 181. Through the heat exchange through the third heat exchanger 200, the reaction gas may be activated to the reaction temperature.

이때, 이러한 연소가스 이송관(201)과 상기 제 1 가스 투입관(181)의 열 교환을 위한 교차 배치는 수평 배치된 연소가스 이송관(201)의 내부를 상기 제 1 가스 투입관(181)이 수직 관통하는 교차 구조를 가지거나, 수직 배치된 상기 제 1 가스 투입관(181)의 내부를 수평 배치된 상기 연소가스 이송관(201)이 수평 관통하는 교차 구조로 형성될 수 있다. 또한 이와 달리 수직 배치된 상기 제 1 가스 투입관(181)과 수평 배치된 상기 연소가스 이송관(201)이 서로 밀접하게 접촉한 상태에서 교차되는 것도 가능하다. At this time, the cross arrangement for the heat exchange of the combustion gas transfer pipe 201 and the first gas input pipe 181 is the first gas input pipe 181 inside the horizontally arranged combustion gas transfer pipe 201. The vertically intersecting structure may be formed, or the combustion gas delivery pipe 201 horizontally disposed inside the first gas input pipe 181 arranged vertically may have a horizontally intersecting structure. Alternatively, the vertically arranged first gas inlet pipe 181 and the horizontally arranged combustion gas delivery pipe 201 may cross each other in close contact with each other.

한편, 상기 원료이송 코일관(170)은 상기 제 2 열 교환부(130)을 통해 열 교환이 이루어진 반응원료를 개질기의 상부로 이송시키는 이송로로서, 상기 연소가스 배기부(160)에 내장된다. On the other hand, the raw material transfer coil pipe 170 is a transfer path for transferring the reaction raw material heat exchanged through the second heat exchanger 130 to the upper portion of the reformer, it is embedded in the combustion gas exhaust unit 160. .

도 3을 참조하면, 상기 연소가스 배기부(160)의 내부 공간을 따라 원형으로 감겨지는 해당 원료이송 코일관(170)은 하부의 코일 투입구(171)를 통해 반응원료를 공급받아 해당 반응원료를 상부로 이동시키며 상부의 코일 배출구(172)를 통해 해당 반응원료를 배출시키게 된다. 이때, 상기 원료이송 코일관(170)은 해당 연소가스 배기부(160)의 내부 공간을 통해 상부에서 하부로 이동하는 연소가스로부터 열을 공급받아 반응원료를 예열시키게 되는 것이다. Referring to FIG. 3, the raw material transfer coil pipe 170 wound in a circular shape along the inner space of the combustion gas exhaust unit 160 receives a reaction raw material through a coil inlet 171 at a lower portion thereof to obtain a corresponding reaction raw material. The reaction material is discharged to the upper portion through the upper coil outlet 172. At this time, the raw material transfer coil pipe 170 is to preheat the reaction raw material by receiving heat from the combustion gas moving from the upper to the lower through the internal space of the combustion gas exhaust unit 160.

그리고 상기 원료이송 코일관(170)을 따라 이동하면서 열을 공급받은 반응원료는 상부의 코일 배출구(172)를 따라 배출되어 원료 투입구(151)를 통해 개질촉매 반응부(150)로 투입되게 된다. The reaction raw material supplied with heat while moving along the raw material transfer coil pipe 170 is discharged along the upper coil outlet 172 to be introduced into the reforming reaction unit 150 through the raw material inlet 151.

상기 개질촉매 반응부(150)는 상기 연소가스 공급관(140)과 연소가스 배기부(160)의 사이에 위치되며, 상기 연소가스 공급관(140)을 둘러싸게 인접 배치된 원형 통체로서 형성된다. The reforming catalyst reaction unit 150 is positioned between the combustion gas supply pipe 140 and the combustion gas exhaust unit 160, and is formed as a circular cylinder disposed adjacent to the combustion gas supply pipe 140.

해당 개질촉매 반응부(150)에 채워지는 개질촉매로는 Ni/Al₂O₃가 주로 사용되며, 촉매의 구성은 내열성 담체(α-알루미나 혹은 칼슘-알루미네이트)에 환원된 니켈이 담지되어 있는 형태로서 표면적은 10㎡/g 이하가 바람직하며, 일반적으로 ICI 25-4와 ICI 57-4가 주로 사용된다. 이러한 수증기 개질반응은 높은 흡열반응이며 보통 상압～40기압의 압력과 700-900℃의 온도범위에서 일어나게 된다. Ni / Al ₂ O ₃ is mainly used as the reforming catalyst to be filled in the reforming reaction unit 150. The catalyst is composed of reduced nickel on a heat-resistant carrier (α-alumina or calcium-aluminate). As a form, the surface area is preferably 10 m 2 / g or less, and in general, ICI 25-4 and ICI 57-4 are mainly used. This steam reforming reaction is a high endothermic reaction and usually occurs at a pressure of atmospheric pressure ~ 40 atm and a temperature range of 700-900 ℃.

상기한 바와 같이 수증기 개질반응은 많은 반응열을 공급해야 하는 흡열반응이므로 촉매에 반응열이 효율적으로 공급되면 단위 촉매당 반응활성이 늘어나 반응기의 크기를 줄일 수 있음은 물론 수율을 높일 수 있게 된다. As described above, since the steam reforming reaction is an endothermic reaction that needs to supply a lot of heat of reaction, when the heat of reaction is efficiently supplied to the catalyst, the reaction activity per unit catalyst increases, thereby reducing the size of the reactor and increasing the yield.

본 발명에서는 촉매 자체의 열전도도를 향상시켜 열전달 특성을 늘리기 위해 개질촉매 반응부(150) 내에 금속 모노리스(Metal Monolith)(152)를 다수 구비시키게 된다. 이러한 금속 모노리스는 금속지지체에 촉매를 코팅하는 방법으로 구비될 수 있으며, 얇은 금속판으로 벌집 형태의 금속 모노리스를 만들어 니켈 등의 활성금속을 코팅한 형태의 금속모노리스 촉매를 구비시킬 수도 있다. 이 경우 열전도도가 높아서 모노리스 금속 촉매의 온도가 균일하게 유지되어 우수한 반응수율을 얻을 수 있다는 이점이 있다. In the present invention, a plurality of metal monoliths 152 are provided in the reforming catalyst reaction unit 150 in order to improve the thermal conductivity of the catalyst itself and increase the heat transfer characteristics. Such a metal monolith may be provided by a method of coating a catalyst on a metal support, and may be provided with a metal monolith catalyst in a form of a honeycomb-shaped metal monolith made of a thin metal plate and coated with an active metal such as nickel. In this case, the thermal conductivity is high, so that the temperature of the monolith metal catalyst is maintained uniformly, thereby obtaining an excellent reaction yield.

상기 개질촉매 반응부(150)의 하부에 마련된 반응가스 배출구(153)를 통해 배출되는 반응가스는 상술한 바와 같이 반응가스 배출층(154)을 지나면서 하부의 제 2 열 교환부(130)에 열을 전달하는 동시에 일정 온도 냉각된 상태로 제 1 가스 투입관(181)을 통해 고온전환 촉매부(180)로 투입되게 된다. The reaction gas discharged through the reaction gas outlet 153 provided in the lower portion of the reforming catalyst reaction part 150 passes through the reaction gas discharge layer 154 to the second heat exchange part 130 at the lower part. The heat is transferred to the high temperature conversion catalyst unit 180 through the first gas inlet pipe 181 while transmitting heat at a constant temperature.

상기 제 1 가스 투입관(181)과 하부 말단이 연통되는 고온전환 촉매부(180)는 개질촉매 반응부(140)의 외측에 배치된 원형 통체로서, 내부에 고온전환 촉매층(HTC : High Temperature shift Catalyst)이 채워지게 된다. The high temperature conversion catalyst unit 180 in which the first gas inlet pipe 181 communicates with the lower end is a circular cylinder disposed outside the reforming reaction unit 140 and has a high temperature shift catalyst layer (HTC) therein. Catalyst is filled.

또한, 해당 고온전환 촉매부(180)의 상부 말단을 통해 배출되는 반응가스는 상부에서 연통되는 제 2 가스 투입관(191)를 통해 저온전환 촉매부(190)로 투입되게 되며, 상술한 바와 같이 반응가스가 제 2 가스 투입관(191)을 지나면서 제 1 열 교환부(120)에 열을 전달하는 동시에 일정 온도 냉각된 상태로 해당 저온전환 촉매부(190)로 투입되게 된다. In addition, the reaction gas discharged through the upper end of the high temperature conversion catalyst unit 180 is introduced into the low temperature conversion catalyst unit 190 through the second gas inlet pipe 191 communicated from the top, as described above. The reaction gas passes through the second gas inlet pipe 191 and transfers heat to the first heat exchanger 120, and is then introduced into the corresponding low temperature conversion catalyst unit 190 in a predetermined temperature cooled state.

상기 제 2 가스 투입관(191)과 하부 말단이 연통되는 저온전환 촉매부(190)는 개질촉매 반응부(140)의 외측에 배치되고 또한 상기 고온전환 촉매부(180)의 상부에 배치되는 원형 통체로서, 내부에 저온전환 촉매층(LTC : Low Temperature shift Catalyst)이 채워지게 된다. The low temperature conversion catalyst unit 190 in which the second gas inlet tube 191 and the lower end communicate with each other is disposed outside the reforming catalyst reaction unit 140 and is disposed at the top of the high temperature conversion catalyst unit 180. As a cylinder, a low temperature shift catalyst (LTC) is filled therein.

그리고 저온전환 촉매부(190)에서 반응을 마쳐 생성된 생성가스는 해당 저온전환 촉매부(190)의 상부에 연통된 생성가스 배출관(211)을 따라 이동되어 생성가스 배출단(210)을 통해 배출되도록 구성된다. The generated gas generated by the reaction at the low temperature conversion catalyst unit 190 is moved along the product gas discharge pipe 211 communicated with the upper portion of the low temperature conversion catalyst unit 190 and discharged through the product gas discharge stage 210. It is configured to be.

상기 고온전환 촉매부(180) 및 저온전환 촉매부(190)에서 이루어지는 수성가스전환반응(수성가스화 반응, 수성가스 전환반응)은 보통 고온전환반응(HTS) 및 저온전환반응(LTS)으로 이루어지게 된다. 고온전환반응은 보통 약 330-530℃의 온도범위에서 Fe 촉매 상에서 반응이 일어나며, 저온전환반응은 보통 약 180-260℃범위의 온도에서 Cu 촉매 상에서 일산화탄소와 물이 반응하여 이산화탄소와 수소로 전환된다. 즉, 고온전환촉매는 Fe촉매가 이용되고 저온전환촉매는 Cu촉매가 이용되며, 구체적으로는 ICI 75-5 및 ICI 83-3이 주로 사용된다.The water gas shift reaction (water gasification reaction, water gas shift reaction) formed in the high temperature conversion catalyst unit 180 and the low temperature conversion catalyst unit 190 is usually made of a high temperature conversion reaction (HTS) and a low temperature conversion reaction (LTS). do. The high temperature conversion reaction usually occurs on the Fe catalyst at a temperature in the range of about 330-530 ° C., and the low temperature conversion reaction is usually converted to carbon dioxide and hydrogen by the reaction of carbon monoxide and water on the Cu catalyst at a temperature in the range of about 180-260 ° C. . That is, the Fe catalyst is used as the high temperature conversion catalyst and the Cu catalyst is used as the low temperature conversion catalyst. Specifically, ICI 75-5 and ICI 83-3 are mainly used.

이때, 상기 저온전환 촉매부(190)은 내부에 채워지는 촉매가 보다 잘 혼합될 수 있도록 다수의 타공판(192)에 의해 구획형성될 수 있다. 또한 이러한 타공판(192)을 통한 분산 작용에 의해 반응이 편중되는 채널링 현상을 방지할 수 있게 된다. In this case, the low temperature conversion catalyst unit 190 may be partitioned by a plurality of perforated plates 192 to be better mixed with the catalyst filled therein. In addition, it is possible to prevent the channeling phenomenon in which the reaction is biased by the dispersing action through the perforated plate 192.

여기에서 상기 구성들은 열전도도가 높은 금속재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 연소가스 공급관(140) 내에 배치되는 버너는 화염버너가 사용되며, 열에 의한 부식 및 누전이 일어나지 않는 사양을 선택하는 것이 바람직하며, 구체적으로는 상향식 수소 버너가 바람직하다. In this case, the components are preferably made of a high thermal conductivity metal material, the burner disposed in the combustion gas supply pipe 140 is a flame burner is used, it is preferable to select a specification that does not cause corrosion and leakage by heat. Specifically, bottom-up hydrogen burners are preferable.

또한 상기 연소가스 공급관(140), 개질촉매 반응부(150), 연소가스 배기부(160), 고온전환 촉매부(180) 및 저온전환 촉매부(190)는 도면에 도시된 바와 같이 원통형으로 형성되는 것이 바람직하나, 각각의 지름방향 단면이 원형 이외에 타원형이나 각형 등 다양한 형태를 가질 수도 있다.
In addition, the combustion gas supply pipe 140, reforming catalyst reaction unit 150, combustion gas exhaust unit 160, high temperature conversion catalyst unit 180 and low temperature conversion catalyst unit 190 is formed in a cylindrical shape as shown in the figure It is preferable to be, but each radial section may have various shapes such as oval or square in addition to circular.

이하에서는 도 4를 참조하여, 본 발명의 수증기 개질기에서 일어나는 반응을 상술한 수증기 개질기의 구조를 바탕으로 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to Figure 4, the reaction occurring in the steam reformer of the present invention will be described in detail based on the structure of the steam reformer described above.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 수증기 개질기의 가스 흐름을 도시한 작동도이다. 4 is an operation diagram showing the gas flow of the steam reformer according to the embodiment of the present invention.

도 4에서 점선은 연소가스의 흐름을 나타내고, 일점쇄선은 반응원료(원료가스+수증기)의 흐름을 나타내며, 이점쇄선은 생성가스의 흐름을 나타낸다. In FIG. 4, the dotted line indicates the flow of the combustion gas, the dashed-dotted line indicates the flow of the reaction raw material (raw material gas + water vapor), and the double-dotted line indicates the flow of the generated gas.

반응원료는 반응원료 투입단(111)으로 투입되며, 제 1 열 교환부(120)를 거쳐 예열된 후 반응원료 배출단(112)을 통해 배출된다. 이러한 반응원료의 예열은 상기 제 2 가스 투입관(191)을 통해 전달되는 열에 의해 이루어지며, 이러한 반응원료 중 원료가스로는 천연가스가 사용될 수 있고 주로 메탄가스가 사용된다. The reaction raw material is introduced into the reaction raw material input end 111, is preheated through the first heat exchanger 120, and then discharged through the reaction raw material discharge end 112. The preheating of the reaction raw material is made by heat transferred through the second gas inlet pipe 191, and natural gas may be used as the source gas in the reaction raw material, and methane gas is mainly used.

이렇게 배출된 반응원료는 다시 상기 반응원료 공급단(131)을 통해 투입되어 원료 배출층(132)을 거치면서 제 2 열 교환부(130)를 통해 예열되고, 코일 투입구(171)를 통해 원료이송 코일관(170)으로 공급된다. The reaction raw material discharged in this way is input through the reaction raw material supply stage 131 again, preheated through the second heat exchanger 130 while passing through the raw material discharge layer 132, and the raw material is transferred through the coil inlet 171. It is supplied to the coil pipe 170.

해당 반응원료는 원료이송 코일관(170)을 따라 중심축을 축으로 회전하며 상부로 이동되면서 연소가스 배기부(160)에서 이동되는 연소가스에 의해 고온의 열을 공급받으며, 코일 배출구(172)를 통해 배출되어 개질촉매 반응부(150)로 투입된다. 이때, 해당 원료이송 코일관(170)을 거치면서 반응원료의 원료가스와 수증기는 잘 섞이게 되고 원료이송 코일관(170)을 통과하는 과정에서 개질반응이 일어나는 온도인 700℃ 이상까지 온도가 상승하게 된다. 이러한 반응원료는 개질반응 온도까지 활성화된 상태에서 상기 연소가스 공급관(140)을 감싸고 있는 개질촉매 반응부(150)의 상부를 말단으로 유체의 흐름이 반전되어 이동된다. The reaction raw material is rotated about a central axis along the raw material transfer coil pipe 170 and moved upward to receive high-temperature heat by the combustion gas moving from the combustion gas exhaust unit 160, and to obtain the coil outlet 172. Is discharged through is introduced into the reforming reaction unit 150. At this time, the raw material gas and water vapor of the reaction raw material is mixed well while passing through the raw material transfer coil pipe 170 and the temperature rises to 700 ° C. or more, which is a temperature at which the reforming reaction occurs in the course of passing the raw material feed coil pipe 170. do. This reaction raw material is inverted the flow of the fluid to the upper end of the reforming catalyst reaction unit 150 surrounding the combustion gas supply pipe 140 in the state activated to the reforming reaction temperature.

상기 반응원료는 상기 개질촉매 반응부(150)를 하측 방향으로 통과하면서 개질반응(반응식 1)이 일어나게 된다. 반응식 1과 같은 수증기 개질반응은 700℃ 내지 900℃의 온도 범위에서 일어나고 높은 흡열 반응이므로 열이 계속 공급되는 조건 하에서 반응이 더욱 활발하게 진행된다. 따라서 열원인 상기 연소가스 공급관(140)을 감싸고 있는 개질촉매 반응부(150)의 구조는 연소가스 공급관(140)과 접해 있어 연소가스로부터 계속해서 열을 전달받게 됨으로써 흡열 반응인 개질 반응이 더욱 활발하게 일어나게 된다. The reaction raw material undergoes a reforming reaction (Scheme 1) while passing the reforming catalyst reaction part 150 downward. The steam reforming reaction as in Scheme 1 occurs in the temperature range of 700 ° C. to 900 ° C. and is a high endothermic reaction, and thus the reaction proceeds more actively under the condition that heat is continuously supplied. Therefore, the structure of the reforming catalyst reaction unit 150 surrounding the combustion gas supply pipe 140 as a heat source is in contact with the combustion gas supply pipe 140 to receive heat continuously from the combustion gas, thereby making the reforming reaction an endothermic reaction more active. Get up.

이렇게 개질촉매 반응부(150)를 통과한 반응가스는 하부의 반응가스 배출층(154)를 거쳐 상기 제 1 가스 투입관(181)을 따라 상승하여 고온전환 촉매부(180)로 투입되게 되며, 이때 해당 반응가스는 제 3 열 교환부(200)를 거치면서 연소가스 이송관(201)으로부터 열을 공급받게 된다. Thus, the reaction gas passing through the reforming catalyst reaction unit 150 rises along the first gas inlet pipe 181 through the lower reaction gas discharge layer 154 and is introduced into the high temperature conversion catalyst unit 180. At this time, the reaction gas is supplied with heat from the combustion gas transfer pipe 201 while passing through the third heat exchange unit 200.

또한, 상기 고온전환 촉매부(180)에서 배출된 반응가스는 상기 제 2 가스 투입관(191)을 따라 상승하여 저온전환 촉매부(190)로 투입되게 되며, 이때 해당 반응가스는 제 2 가스 투입관(191)을 거치면서 제 1 열 교환부(120)를 지나는 반응원료에 열을 공급하게 된다. In addition, the reaction gas discharged from the high temperature conversion catalyst unit 180 rises along the second gas inlet tube 191 to be introduced into the low temperature conversion catalyst unit 190, and the reaction gas is injected into the second gas. The heat is supplied to the reaction raw material passing through the first heat exchange unit 120 while passing through the tube 191.

이렇게 고온전환 촉매부(180) 및 저온전환 촉매부(190)로 투입된 반응가스는 이 전환촉매층을 통과하면서 수성가스전환반응(반응식 2)이 일어나게 된다. 반응식 2와 같은 수성가스전환반응은 고온전환반응이 약 330℃ 내지 530℃의 온도범위에서 일어나게 되고, 저온전환반응이 약 180℃ 내지 260℃의 범위에서 일어나는 발열 반응이므로 열이 계속 방출되는 조건 하에서 반응이 더욱 활발하게 진행된다. As such, the reaction gas introduced into the high temperature conversion catalyst unit 180 and the low temperature conversion catalyst unit 190 passes through the conversion catalyst layer to generate a water gas conversion reaction (Scheme 2). Water gas shift reaction as in Scheme 2 is a high temperature conversion reaction occurs in the temperature range of about 330 ℃ to 530 ℃, under the condition that the heat is continuously released because the low temperature conversion reaction occurs in the range of about 180 ℃ to 260 ℃ The reaction proceeds more actively.

특히 이러한 저온전환반응은 저온조건에서 활발하게 일어나게 되는데, 해당 저온전환 촉매부(190)로 투입되는 반응가스가 제 2 가스 투입관(191)을 거치면서 제 1 열 교환부(120)를 통해 일정 열을 빼앗긴 상태에서 저온전환 촉매부(190)로 투입되기 때문에 저온 전환촉매층(LTC)이 비교적 낮은 온도의 열을 공급받아 발열 반응인 수성가스전환반응이 더욱 활발하게 일어나게 되고 자연스럽게 저온전환반응의 온도조건을 만족시키게 된다. In particular, such a low temperature conversion reaction occurs actively under low temperature conditions, the reaction gas introduced into the corresponding low temperature conversion catalyst unit 190 passes through the second gas inlet tube 191 through a first heat exchange unit 120 Since the low temperature conversion catalyst layer (LTC) is supplied with a relatively low temperature heat, the water gas conversion reaction, which is an exothermic reaction, occurs more actively, and the temperature of the low temperature conversion reaction naturally occurs. The condition is satisfied.

따라서 본 발명의 수증기 개질기는 별도의 냉각장치를 이용하지 않고서도 연소가스 및 반응가스의 열전달을 통해 개질반응 및 수성가스전환반응의 조건을 직접 형성하게 되어 시동시간을 크게 단축시킬 수 있게 된다. Therefore, the steam reformer of the present invention directly forms the conditions of the reforming reaction and the water gas shift reaction through heat transfer of the combustion gas and the reaction gas without using a separate cooling device, thereby greatly shortening the startup time.

한편, 연소가스는 상기 연소가스 공급관(140)에서 상부 배기층(142)을 따라 배출되어 연소가스 배기부(160)를 따라 하측으로 이동하면서 반응열을 원료이송 코일관(170)으로 전달하게 되고, 또한 해당 연소가스 배기부(160)의 하부 말단에서 배출된 후 연소가스 배기층(164)을 따라 외측으로 이동되고 제 3 열 교환부(200)의 연소가스 이송관(201)을 통해 외부로 배출됨으로써 해당 연소가스는 제 1 가스 투입관(181)을 지나는 반응가스로 열을 전달할 수 있게 된다. 이렇게 열 전달을 마친 연소가스는 연소가스 이송관(201)의 외측 말단에 연결된 연소가스 배출단(202)을 통해 배출되게 된다.
On the other hand, the combustion gas is discharged along the upper exhaust layer 142 in the combustion gas supply pipe 140 and moves to the lower side along the combustion gas exhaust 160 to transfer the reaction heat to the raw material transport coil pipe 170, In addition, after being discharged from the lower end of the combustion gas exhaust unit 160, it is moved outward along the combustion gas exhaust layer 164 and discharged to the outside through the combustion gas transfer pipe 201 of the third heat exchange unit 200. As a result, the combustion gas can transfer heat to the reaction gas passing through the first gas input pipe 181. After the heat transfer, the combustion gas is discharged through the combustion gas discharge end 202 connected to the outer end of the combustion gas transfer pipe 201.

이상과 같이 도면과 명세서에서 최적 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
As described above, an optimal embodiment has been disclosed in the drawings and specification. Although specific terms have been employed herein, they are used for purposes of illustration only and are not intended to limit the scope of the invention as defined in the claims or the claims. Therefore, those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent embodiments are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

110 : 원료 공급부 111 : 반응원료 투입단
112 : 반응원료 배출단 120 : 제 1 열 교환부
121 : 상부 열 교환관 122 : 하부 열 교환관
130 : 제 2 열 교환부 131 : 반응원료 공급단
132 : 원료 배출층 140 : 연소가스 공급관
141 : 차폐벽 142 : 상부 배기층
150 : 개질촉매 반응부 151 : 원료 투입구
152 : 금속 모노리스 153 : 반응가스 배출구
154 : 반응가스 배출층 160 : 연소가스 배기부
161 : 연소가스 투입구 162 : 주름판
163 : 연소가스 배기구 164 : 연소가스 배기층
170 : 원료이송 코일관 171 : 코일 투입구
172 : 코일 배출구 180 : 고온전환 촉매부
181 : 제 1 가스 투입관 190 : 저온전환 촉매부
191 : 제 2 가스 투입관 192 : 타공판
200 : 제 3 열 교환부 201 : 연소가스 이송관
202 : 연소가스 배출단 210 : 생성가스 배출단
211 : 생성가스 배출관110: raw material supply section 111: reaction raw material input stage
112: discharge of the reaction raw material 120: the first heat exchange unit
121: upper heat exchanger tube 122: lower heat exchanger tube
130: second heat exchanger 131: reaction raw material supply stage
132: raw material discharge layer 140: combustion gas supply pipe
141: shielding wall 142: upper exhaust layer
150: reforming catalyst reaction unit 151: raw material inlet
152: metal monolith 153: reaction gas outlet
154: reaction gas discharge layer 160: combustion gas exhaust
161: combustion gas inlet 162: corrugated plate
163: combustion gas exhaust port 164: combustion gas exhaust layer
170: raw material feed coil pipe 171: coil inlet
172: coil outlet 180: high temperature conversion catalyst
181: first gas input pipe 190: low temperature conversion catalyst
191: second gas input pipe 192: perforated plate
200: third heat exchanger 201: combustion gas transfer pipe
202: combustion gas discharge stage 210: product gas discharge stage
211: product gas discharge pipe

Claims

Raw material supply unit for supplying the reaction raw material;
A combustion gas supply pipe configured to discharge the combustion gas through the burner at an upper end thereof;
A reforming catalyst reaction unit disposed on an outer circumferential surface of the combustion gas supply pipe and having a reaction material introduced therein to perform a steam reforming reaction;
A combustion gas exhaust unit disposed to be spaced apart from the reforming catalyst reaction unit and transferring the combustion gas discharged from the combustion gas supply pipe to a lower portion;
A raw material transfer coil pipe wound along an inner space of the combustion gas exhaust part and transferring the reaction raw material supplied from the raw material supply part to an upper part and supplied to the reforming catalyst reaction part; And
A high temperature conversion catalyst part and a low temperature conversion catalyst part disposed to be spaced apart from the outside of the combustion gas supply pipe, and reacting the gas through the reforming catalyst reaction part into the water gas conversion reaction; Including,
The reaction raw material supplied through the raw material supply part is transferred along the first heat exchange part interposed between the high temperature conversion catalyst part and the low temperature conversion catalyst part,
The second gas inlet pipe through which the reaction gas discharged from the high temperature conversion catalyst unit moves and the first heat exchange unit cross each other, thereby preheating the reaction raw material supplied through the raw material supply unit and cooling the reaction gas discharged from the high temperature conversion catalyst unit. Steam reformer characterized in that it is made.

delete

The method of claim 1,
The reaction raw material discharged from the raw material supply part is transferred along the second heat exchange part formed under the reforming catalyst reaction part,
The second heat exchanger is disposed adjacent to the reaction gas discharge layer, which is a moving path of the reaction gas discharged from the reforming catalyst reaction section, to preheat the reaction raw material discharged from the raw material supply section and to cool the reaction gas discharged from the reforming catalyst reaction section. Steam reformer characterized in that it is made.

The method of claim 1,
Combustion gas discharged from the combustion gas exhaust unit is transferred along a third heat exchange unit formed under the high temperature conversion catalyst unit,
A steam reformer, wherein a first gas inlet tube through which the reaction gas introduced into the high temperature conversion catalyst unit moves and the third heat exchange unit cross each other to preheat the reaction gas introduced into the high temperature conversion catalyst unit.

The method of claim 1,
Steam reformer, characterized in that a plurality of metal monolith is provided in the reaction raw material moving portion of the reforming catalyst reaction unit.

The method of claim 1,
Steam reformer, characterized in that the corrugated plate is formed on the wall partitioning the combustion gas exhaust.

The method of claim 1,
The low temperature conversion catalyst unit is steam reformer, characterized in that partitioned by at least one perforated plate.